Simplemente ‘succionar’ energía del aire podría ser posible en el futuro, dicen científicos australianos. Descubrieron una enzima que genera electricidad utilizando hidrógeno de la atmósfera.
Quitar la electricidad del aire parece un sueño. De todos modos, no es imposible. Esto ya está sucediendo en la naturaleza, algunas bacterias parecen ser capaces de utilizar el aire como una “fuente de alimento” y convertir el hidrógeno, que se encuentra en cantidades muy pequeñas como una molécula en la atmósfera, en energía. Aplican este truco principalmente en lugares donde hay pocos otros nutrientes disponibles, como a grandes profundidades en el mar, en el Polo Sur o en cráteres volcánicos. Durante mucho tiempo no se supo cómo exactamente estas bacterias logran hacer esto.
Los científicos australianos ahora tienen un tipo particular de bacterias, las que habitan en el suelo. Mycobacterium smegmatissometido a una mayor investigación. Descubrieron que el organismo produce varias proteínas que pueden generar electricidad a partir del hidrógeno.
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El equipo pudo aislar una de estas proteínas, una enzima llamada Huc, de la bacteria. Usando microscopios avanzados, revelaron su estructura y función. Los resultados fueron publicados la semana pasada en la revista científica Naturaleza.
Generador de energía eficiente
La enzima parece tener algunas propiedades sorprendentes. Esto lo hace muy eficiente: incluso en concentraciones extremadamente pequeñas de hidrógeno en el aire, tan pequeñas que los investigadores ya no podían medirlas ni siquiera con sus detectores más sensibles, Huc aún podía ‘capturar’ partículas de hidrógeno y producir una corriente con ellas. .
Además, la enzima también funciona correctamente fuera de las bacterias. Allí también es muy estable: Huc continúa generando electricidad a temperaturas entre 80 y -80 grados centígrados y puede almacenarse durante mucho tiempo.
“En general, Huc es mucho más estable y funciona mucho más eficientemente de lo que esperábamos”, dijo el líder del estudio, Rhys Grinter, de la Universidad Monash de Melbourne. “Esa es una de las cosas que hace que esta historia sea tan emocionante”.
futuro rosado
Gracias a sus propiedades favorables, los científicos prevén un futuro brillante para la enzima como componente importante de una ‘batería natural’. Una capa de Huc podría alimentar dispositivos con electricidad que literalmente cae del cielo.
Esto significa que puede hacer superflua una batería química, un panel solar o una forma de generar electricidad con combustibles fósiles. “Entonces, puede alimentar dispositivos que requieren una cantidad pequeña pero continua de corriente eléctrica, como un reloj o un circuito de computadora simple”, dice Grinter.
Al menos, si sólo se dispone de aire ‘normal’ de la atmósfera. ‘Cuando la proteína se alimenta con hidrógeno concentrado, produce más electricidad. En ese caso, vemos oportunidades para incluirlo en celdas de combustible para dispositivos más grandes, como un teléfono inteligente o incluso un automóvil eléctrico”.
ilusiones
Todavía se deben tomar las medidas necesarias para esto, señala Grinter. «Por el momento solo podemos producir unos pocos miligramos de Huc, que es suficiente para los experimentos. Para aplicaciones en electrónica, queremos escalar la producción a gramos y eventualmente a kilos. Estamos tratando de hacer eso, por ejemplo, adaptando las bacterias de tal manera que produzcan más Huc’.
¿Desempeñará la enzima un papel importante en los dispositivos del futuro? El microbiólogo Nico Claassens de la Universidad e Investigación de Wageningen, que no participó en el estudio, se muestra escéptico. Las ideas de los investigadores suenan un poco como ilusiones. Con la cantidad total de hidrógeno en el aire de una habitación normal, Huc puede hacer funcionar una lámpara LED durante aproximadamente medio minuto. Creo que es especialmente útil para dispositivos pequeños en lugares donde escasea el combustible, como en las cimas de las montañas o en las regiones polares. Así como las bacterias solo lo usan en lugares extremos.’
Tampoco ve aplicaciones en pilas de combustible, con el suministro de hidrógeno concentrado, despegando inmediatamente. ‘Huc no ocupará pronto el lugar de los metales que actualmente convierten el hidrógeno en electricidad. Aunque estos metales son caros y escasos, probablemente funcionan mucho más rápido que las enzimas.’
Fascinante
Sin embargo, Claassens está entusiasmado con el resultado de la investigación. ‘Es único que los investigadores revelen el funcionamiento de esta enzima con tanta precisión. Es fascinante que ahora entendamos cómo estas bacterias pueden sobrevivir utilizando el aire como fuente de energía”.
También cree que Huc puede ser útil de otra manera. ‘En el futuro, el hidrógeno se convertirá en un combustible importante. Debido a que Huc es tan increíblemente sensible a esto, puede funcionar muy bien como sensor de fugas de hidrógeno. Esto evita que aumente la cantidad de hidrógeno en la atmósfera (el gas contribuye muy poco al efecto invernadero) y, sobre todo, evita la pérdida innecesaria de combustible”, dice Claassens.